氧化石墨烯的制备及其在防腐蚀导热涂料中的应用
2021-12-13陈晓东任国瑜
腐蚀与防护 2021年1期
关键词:方法
陈晓东,任国瑜
(1. 榆林学院 化学与化工学院,榆林 719000; 2. 陕西省低变质煤洁净利用重点实验室,榆林 719000)
氧化石墨烯(GO)作为石墨烯的衍生物,既具有和石墨烯相似的单分子层二维网络结构,又具有羧基、羟基、环氧基等含氧官能团,见图1,这种结构使GO在拥有石墨烯优异屏蔽性能、高长径比、超高强度、超高导热性能、高表面活性等优点的同时,还拥有优异的物理、化学、光学、电学性质,使其具有广泛的应用前景[1-4]。另外,GO中含有大量含氧活性基团,这些基团一方面提高了其在极性溶剂中的溶解性,另一方面也有利于对石墨烯进行共价键功能化,使其成为进一步功能化的最佳原料和制备超高导热防腐蚀涂层最理想的原料[5-9]。
然而,氧化石墨烯和功能化氧化石墨烯的这些优异性能取决于其分子结构中含氧官能团数量和分布的合理性,这些需要通过科学合理高效的制备方法来实现。本工作综述了氧化石墨烯制备方法的研究现状及其在石油化工重防腐蚀导热涂层领域的应用,以期为高性能GO的制备,及其在工业防腐蚀导热涂层中的应用提供借鉴。

(a) 二维结构图

(b) 三维结构图图1 氧化石墨烯二维结构图和三维结构图Fig. 1 2D (a) and 3D (b) structure charts of GO
1 氧化石墨烯的传统制备方法
传统、经典的氧化石墨烯制备方法有Brodie[10]、Staudenmaier[11]、Hummers[12]等三种,都是将石墨或石墨烯作为制备原料与不同的强氧化剂进行氧化反应,然后剥离得到氧化石墨烯。其中Brodie法是采用发烟HNO3体系,以KClO3为氧化剂,Staudenmaier法是采用浓H2SO4和发烟HNO3混合酸体系,以KClO3为氧化剂。……
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